थैलियम (Tl) - परमाणु संरचना और रासायनिक गुणधर्म

परमाणु मॉडल विवरण

थैलियम (Tl) आवर्त सारणी के समूह 13 और आवर्त 6 में स्थित एक भारी धात्विक तत्व है।

• परमाणु क्रमांक (Z): 81
• परमाणु द्रव्यमान: 204.38 u (औसत परमाणु द्रव्यमान)
• प्रोटॉन: 81
• इलेक्ट्रॉन: 81 (एक उदासीन परमाणु में)
• न्यूट्रॉन: इसके सबसे प्रचुर समस्थानिकों के लिए:
  • थैलियम-205 (²⁰⁵Tl): 205 - 81 = 124 न्यूट्रॉन
  • थैलियम-203 (²⁰³Tl): 203 - 81 = 122 न्यूट्रॉन
• परमाणु आकार:
  • सहसंयोजक त्रिज्या: लगभग 156 pm।
  • धात्विक त्रिज्या: लगभग 170 pm।
  • थैलियम का परमाणु त्रिज्या हल्के समूह 13 के तत्वों (बोरॉन, एल्यूमीनियम, गैलियम, इंडियम) की तुलना में बड़ा है। हालांकि, इंडियम से थैलियम तक आकार में वृद्धि अपेक्षा से कम महत्वपूर्ण है, जिसका कारण लैंथेनाइड संकुचन (4f इलेक्ट्रॉनों द्वारा खराब परिरक्षण) और आंतरिक कोर इलेक्ट्रॉनों के सापेक्षतावादी प्रभाव हैं, जिससे संयोजी इलेक्ट्रॉनों द्वारा अनुभव किया जाने वाला प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक विन्यास और कोश आरेख निरूपण

• इलेक्ट्रॉनिक विन्यास: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p¹
  • यह विन्यास इंगित करता है कि थैलियम में पूरी तरह से भरे हुए 4f और 5d उपकोश हैं, जिसके बाद 6s और 6p उपकोश आते हैं।
  • सबसे बाहरी कोश में 3 इलेक्ट्रॉन (6s में 2 और 6p में 1) होते हैं, जिससे इसका संयोजी कोश विन्यास 6s² 6p¹ बनता है।
• कोश आरेख निरूपण (कोश द्वारा इलेक्ट्रॉन वितरण):
  • K-कोश (n=1): 2 इलेक्ट्रॉन
  • L-कोश (n=2): 8 इलेक्ट्रॉन
  • M-कोश (n=3): 18 इलेक्ट्रॉन
  • N-कोश (n=4): 32 इलेक्ट्रॉन (2s², 2p⁶, 3s², 3p⁶, 3d¹⁰, 4s², 4p⁶, 4d¹⁰, 4f¹⁴)
  • O-कोश (n=5): 18 इलेक्ट्रॉन (5s², 5p⁶, 5d¹⁰)
  • P-कोश (n=6): 3 इलेक्ट्रॉन (6s², 6p¹)

आवर्त सारणी की प्रवृत्तियाँ (समूह 13 के संदर्भ में)

• आयनीकरण एन्थैल्पी (IE):
  • प्रथम आयनीकरण एन्थैल्पी: लगभग 589.4 kJ/mol।
  • प्रवृत्ति: यद्यपि परमाणु आकार और परिरक्षण में वृद्धि के कारण एक समूह में नीचे जाने पर आयनीकरण एन्थैल्पी आम तौर पर घटती है, थैलियम इंडियम की तुलना में थोड़ा अधिक प्रथम आयनीकरण एन्थैल्पी प्रदर्शित करता है। यह असामान्य व्यवहार अक्रिय युग्म प्रभाव और मध्यवर्ती 4f और 5d इलेक्ट्रॉनों द्वारा खराब परिरक्षण के कारण होता है, जिससे नाभिक द्वारा 6s इलेक्ट्रॉनों का अधिक मजबूत आकर्षण होता है।
• विद्युत् ऋणात्मकता:
  • पॉलिंग पैमाना: लगभग 1.62।
  • प्रवृत्ति: विद्युत् ऋणात्मकता आमतौर पर एक समूह में नीचे जाने पर घटती है। हालांकि, ऊपर वर्णित कारकों (खराब परिरक्षण, लैंथेनाइड और सापेक्षतावादी प्रभावों से प्रभावी नाभिकीय आवेश में वृद्धि) के कारण, थैलियम की विद्युत् ऋणात्मकता इंडियम की तुलना में अधिक है, जिससे यह अपेक्षा से कम विद्युत्-धनात्मक होता है।
• इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी:
  • मान: लगभग -19 kJ/mol।
  • प्रवृत्ति: परमाणु आकार बढ़ने और अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन के नाभिक से दूर होने के कारण इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी के मान आमतौर पर एक समूह में नीचे जाने पर कम ऋणात्मक (या अधिक धनात्मक) हो जाते हैं। थैलियम की इलेक्ट्रॉन लब्धि एन्थैल्पी अपेक्षाकृत कम (कम ऋणात्मक) होती है, जो एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन को स्वीकार करने की कमजोर प्रवृत्ति को दर्शाती है।
• परमाणु त्रिज्या:
  • प्रवृत्ति: जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, परमाणु त्रिज्या आमतौर पर एक समूह में नीचे जाने पर बढ़ती है। जबकि थैलियम इंडियम से बड़ा है, लैंथेनाइड संकुचन और सापेक्षतावादी प्रभावों के कारण यह वृद्धि अपेक्षा से कम स्पष्ट होती है, जिससे संयोजी इलेक्ट्रॉनों पर प्रभावी नाभिकीय आवेश बढ़ जाता है।

प्रमुख भौतिक गुणधर्म

• घनत्व: 11.85 g/cm³ (20 °C पर)। यह सबसे सघन सामान्य तत्वों में से एक है।
• कमरे के तापमान पर अवस्था: ठोस।
• रंग: चांदी जैसा-सफेद, चमकदार धातु जब ताजा काटा जाता है। हवा के संपर्क में आने पर यह थैलियम ऑक्साइड के निर्माण के कारण जल्दी ही धूमिल होकर नीला-भूरा हो जाता है।
• गलनांक (MP): 304 °C। एक धातु के लिए इसका गलनांक अपेक्षाकृत कम है।
• क्वथनांक (BP): 1473 °C।